(57)【要約】【課題】２枚のパネル基板の間に介装されるスペーサの一側面にライン状の電極部を形成してスペーサ長手方向の電位分布を均一化した場合に、電極部の存在によってスペーサに反りが生じ、組み立て上の問題となる。【解決手段】２枚のパネル基板を板状のスペーサ２１を介して貼り合わせた構成の表示パネルを備える表示装置の構成として、スペーサ２１の一側面にスペーサ長手方向に沿うライン状の電極部２２を有するとともに、この電極部２２をスペーサ長手方向でスリット２４により複数に分割した構成とする。【選択図】        図４
2005019119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚のパネル基板を板状のスペーサを介して貼り合わせた構成の表示パネルを備える表示装置であって、
前記スペーサの一側面にスペーサ長手方向に沿う電極部を有するとともに、この電極部をスペーサ長手方向で複数に分割してなることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記電極部をスリットにより分割するとともに、当該スリットの幅をサブピクセルピッチ以下に設定してなることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２枚のパネル基板をスペーサを介して貼り合わせた構成の表示パネルを備える表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空中におかれた金属等の導体あるいは半導体の表面に、ある閾値以上の電界を与えると、トンネル効果によって電子が障壁を通過し、常温時においても真空中に電子が放出される。この現象は電界放出（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）と呼ばれ、これによって電子を放出する素子は電界放出型素子（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅ）と呼ばれている。近年では、電界放出型の電子放出素子をエミッタとして用いたＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）が注目されている。ＦＥＤは、多数の電子放出素子がカソード基板上に半導体加工技術等を駆使して形成された表示パネルを備えるフラットディスプレイ装置（平面型の表示装置）である。このＦＥＤでは、電気的に選択（アドレッシング）された電子放出素子から電界の集中によって電子を放出させるとともに、この電子をアノード基板側の蛍光体に衝突させて、蛍光体の励起・発光により画像を表示している。
【０００３】
ＦＥＤの表示パネルは、それぞれパネル基板となるカソード基板とアノード基板とを所定のギャップを介して対向状態に配置し、その間のギャップ空間部を真空状態に封止した構造となっている。そのため、カソード基板やアノード基板が大気圧に耐えられるよう、それらの基板の間にスペーサを介装し、このスペーサで両基板を支持している。ＦＥＤに用いられるスペーサとしては、長尺の薄板状に形成されたものが知られている。スペーサはアノード基板に組み付けられる。
スペーサの寸法は、例えば高さ寸法が１〜２ｍｍで、厚み寸法が０．０５〜０．１ｍｍといった具合に非常にアスペクト比が高いものとなる。したがって、アノード基板上にはスペーサを起立状態に支持するための支持体が形成されている。
アノード基板へのスペーサの組み付け技術に関しては、例えば、下記特許文献１に記載された技術が知られている。
【０００４】
また一般に、ＦＥＤの表示パネル用のスペーサはセラミックス等の絶縁材料で構成されるが、その電気的な抵抗値はスペーサ長手方向で均一にならない場合が多い。例えば、スペーサ長手方向において、スペーサ端部がスペーサ中間部よりも抵抗値が高くなる場合がある。一方、スペーサを挟んで対向するアノード電極とカソード電極との間に高電圧を印加して電子放出素子から電子を放出させると、この電子の一部が蛍光体の近傍で反射してスペーサの表面に衝突し、これによってスペーサの表面が帯電する場合がある。スペーサの表面に帯電した電荷は、抵抗値の低い部分では逃げ易く、逆に抵抗値の高い部分では逃げ難くなる。そのため、上述のようにスペーサ長手方向で抵抗値の分布が不均一になっていると、スペーサ近傍の電位分布も不均一になることから、電子放出素子から蛍光体に向かう電子ビームの軌道が曲げられて表示画像に悪影響を与えてしまう。
【０００５】
そこで従来においては、図７に示すように、スペーサ３１の一側面にスペーサ長手方向に沿ってライン状の電極部５２を設ける技術が開示されている（例えば、下記特許文献２参照）。この従来技術によれば、スペーサ長手方向で電位分布が均一になるため、表示画像への悪影響を回避することができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１５６１８１号公報
【特許文献２】
特開２００２−１０８２７１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術のようにスペーサ５１の一側面に電極部５２を設けたものでは、スペーサ材料と電極材料との熱膨張係数の違いにより、スペーサ５１に電極部５２を形成（成膜）するときの温度変化の影響でスペーサ５１に曲げ応力がかかり、これによって図８に示すようにスペーサ５１全体に反りが生じるという欠点があった。こうしたスペーサ５１の反りは、アノード基板にスペーサ５１を取り付けるときに、アノード基板上でスペーサ５１を挟持（グリップ）する支持体（不図示）の間にスペーサ５１を挿入できなくなるという問題を引き起こす。また、スペーサ取り付け後のフリットシール工程や排気処理工程などで温度変化が生じたときにも、スペーサ５１に曲げ応力がかかり、これによってスペーサ５１が支持体から外れて倒れる等の問題もあった。
【０００８】
この対策としては、スペーサ５１の両側面に電極部５２を形成することが考えられるが、電極部５２の形成（成膜、パターニング）にかかる手間や、スペーサ両面での電極部５２の位置合わせの困難さなどを考慮すると得策ではない。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、２枚のパネル基板の間に介装されるスペーサの反りを軽減することができる表示装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る表示装置は、２枚のパネル基板を板状のスペーサを介して貼り合わせた構成の表示パネルを備える表示装置であって、スペーサの一側面にスペーサ長手方向に沿う電極部を有するとともに、この電極部をスペーサ長手方向で複数に分割してなるものである。
【００１１】
この表示装置においては、スペーサの一側面に設けられた電極部をスペーサ長手方向で複数に分割することにより、スペーサに生じる曲げ応力がスペーサ長手方向で分散される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の方法が適用される表示装置の一例としてＦＥＤの表示パネルの構成を示す断面図であり、図２はその表示パネルの構成を示す斜視図である。図１及び図２においては、平板状のカソード基板（カソードパネル）１と、同じく平板状のアノード基板（アノードパネル）２とを、所定の間隙を介して対向状態に配置するとともに、それら２つの基板１，２の間に長方形の枠体３を介装して一体的に組み付けることにより、画像表示のための一つのパネル構体（表示パネル）が構成されている。
【００１４】
カソード基板１上には複数の電子放出部が形成されている。これら複数の電子放出部は、カソード基板１の有効領域（実際に表示部分として機能する領域）に２次元マトリックス状に多数形成されている。各々の電子放出部は、カソード基板１のベースとなる絶縁性の支持基板（例えば、ガラス基板）４と、この支持基板４上に積層状態で順に形成されたカソード電極５、絶縁層６及びゲート電極７と、ゲート電極７及び絶縁層６に形成されたゲートホール８と、このゲートホール８の底部でカソード電極５上に形成された電子放出素子９とによって構成されている。電子放出素子９は、電子放出源となるエミッタとして機能する。
【００１５】
カソード電極５は、複数のカソードラインを形成するようにストライプ状に形成されている。ゲート電極７は、各々のカソードラインと交差（直交）する複数のゲートラインを形成するようにストライプ状に形成されている。ゲートホール８は、ゲート電極７に形成された第１の開口部８Ａと、この第１の開口部８Ａに連通する状態で絶縁層６に形成された第２の開口部８Ｂとから構成されている。
電子放出素子９は、本発明におけるエミッタに相当するもので、モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属を円錐状に形成した、いわゆるスピント型のエミッタ構造を有する。この電子放出素子９は、先ず、絶縁層６及びゲート電極７にそれぞれ開口部８Ａ，８Ｂを形成した状態でゲート電極７上に例えばアルミニウムの斜め蒸着によって剥離層（不図示）を形成し、次いで、エミッタ材料となる高融点金属（Ｍｏ等）を垂直に蒸着することでホール開口径を徐々に縮めてゲートホール８の底部にエミッタ材料を円錐状に堆積させ、その後、不要なエミッタ材料を剥離層と一緒に取り除くことにより得られる。
【００１６】
一方、アノード基板２は、ベースとなる透明基板１２と、Ｒ（赤），Ｇ（緑），青（Ｂ）の各色に対応して透明基板１２上に形成された蛍光体層１３及びブラックマトリックス１４と、これら蛍光体層１３及びブラックマトリックス１４を覆う状態で透明基板１２上に形成されたアノード電極１５とを備えて構成されている。蛍光体層１３は、赤色発光用の蛍光体層１３Ｒと、緑色発光用の蛍光体層１３Ｇと、青色発光用の蛍光体層１３Ｂとから構成されている。ブラックマトリックス１４は、各色発光用の蛍光体層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの間に形成されている。アノード電極１５は、カソード基板１の電子放出素子と対向するように、アノード基板２の有効領域の全域に積層状態で形成されている。
【００１７】
これらのカソード基板１とアノード基板２とは、それぞれの外周部（周縁部）で枠体３を介して接合されている。また、カソード基板１の無効領域（有効領域の外側の領域で、実際に表示部分として機能しない領域）には真空排気用の貫通孔１６が設けられている。貫通孔１６には、真空排気後に封じ切られるチップ管１７が接続されている。ただし、図１は表示装置の組み立て完了状態を示しているため、チップ管１７は既に封じ切られた状態となっている。また、図１及び図２においては、各々の基板１，２間のギャップ部分に介装される真空耐圧用のスペーサの表示を省略している。
【００１８】
上記構成のパネル構造を有する表示装置においては、カソード電極５に相対的な負電圧が走査回路１８から印加され、ゲート電極７には相対的な正電圧が制御回路１９から印加され、アノード電極１５にはゲート電極７よりも更に高い正電圧が加速電源２０から印加される。かかる表示装置において、実際に画像の表示を行う場合は、カソード電極５に走査回路１８から走査信号を入力し、ゲート電極７に制御回路１９からビデオ信号を入力する。
【００１９】
これにより、カソード電極５とゲート電極７との間に電圧が印加され、これによって電子放出素子９の先鋭部に電界が集中することにより、量子トンネル効果によって電子がエネルギー障壁を突き抜けて電子放出素子９から真空中へと放出される。こうして放出された電子はアノード電極１５に引き付けられてアノード基板２側に移動し、透明基板１２上の蛍光体層１３（１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ）に衝突する。その結果、蛍光体層１３が電子の衝突により励起されて発光するため、この発光位置を画素単位で制御することにより、表示パネル上に所望の画像を表示することができる。
【００２０】
図３はスペーサの取付状態を示す一部破断部分を含む斜視図である。図においては、カソード基板１とアノード基板２との対向部分（ギャップ空間部）に複数のスペーサ２１が介装されている。スペーサ２１は、真空容器を構成する表示パネルが大気圧の影響で変形したり破壊したりしないように支える真空耐圧用の支持部材となる。このスペーサ２１は、例えばセラミックス、ガラス等の絶縁材料によって形成されるものである。スペーサ材料に用いられるセラミックスとしては、ムライトやアルミナ、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ジルコニア、コーディオライト、硼珪酸塩バリウム、珪酸鉄、ガラスセラミックス材料、これらに、酸化チタンや酸化クロム、酸化鉄、酸化バナジウム、酸化ニッケルを添加したもの等を例示することができる。この場合、所謂グリーンシートを成形して、グリーンシートを焼成し、かかるグリーンシート焼成品を切断することによってスペーサを製造することができる。また、スペーサ材料に用いられるガラスとしては、石英ガラス、Ｎａ等の不純物含有量を減じたガラス、ソーダライムガラス等を例示することができる。
【００２１】
図４は本発明の実施形態で採用したスペーサの全体構造を示すもので、図中（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はその平断面図である。図示のようにスペーサ２１は、例えば厚み寸法が０．０５〜０．１ｍｍの長尺の薄板状をなすもので、側面から見ると横長の長方形に形成されている。スペーサ２１の一側面（片面）には、このスペーサ２１の長手方向（長さ方向）に沿って電極部２２が形成されている。スペーサ２１の一側面とは、このスペーサ２１をアノード基板２に取り付けたときに、アノード基板２の基板面からほぼ直角に起立するスペーサ２１の片側の側面をいう。
【００２２】
電極部２２は、材料的には、導電材料、さらに詳しくは白金（Ｐｔ）等の金属材料や合金、炭化珪素（ＳｉＣ）等の炭化物などを用いて形成され、形状的には、スペーサ２１の長手方向の一端から他端（スペーサ長手方向の全域）にわたってライン状に形成されている。上記電極材料のうち、特に、白金は、ＦＥＤの製造プロセスにおいて酸化されないこと、また非磁性材料であるため磁性を帯びて電子ビームに悪影響を与える恐れがない点で優れる。また、電極部２２は、スペーサ短手方向において、例えば１００μｍ程度の電極幅で形成される。
【００２３】
一方、スペーサ２１の長辺側の端面には、それぞれスペーサ長手方向にわたってエッジ電極２３が形成されている。このエッジ電極２３は、組み立ての完了した表示パネルを駆動したときに、カソード電極５とスペーサ２１との突き合わせ部分や、アノード電極１５とスペーサ２１との突き合わせ部分で、それぞれスペーサ長手方向の電位分布を均一化し、その部分の電界を安定化させるために設けられたものである。
【００２４】
また、スペーサ２１の長手方向においては、上述したライン状の電極部２２が複数に分割（分断）されている。さらに詳述すると、スペーサ２１の長手方向には、電極部２２を分割する細溝状のスリット２４が設けられている。スリット２４は、ライン状の電極部２２を縦断するように、電極部２２のライン方向と直交するスペーサ２１の短手方向（高さ方向）に沿って形成されている。また、スリット２４はスペーサ２１の長手方向に所定のピッチで複数形成され、このスリット２４の形成数に応じて電極部２２が複数に分割されている。
【００２５】
このようにスペーサ２１に設けられた電極部２２をスリット２４によって複数に分割することにより、電極部２２の存在によってスペーサ２１に生じる曲げ応力がスペーサ２１の長手方向で分散される。このスリット２４による応力の分散作用は、スペーサ２１を作成する段階でスペーサ２１の一側面に金属（Ｐｔ等）のスパッタリングで電極部２２を形成するときに生じる曲げ応力や、スペーサ２１を作成した後の工程（フリットシール工程、排気工程等）で生じる曲げ応力のいずれに対しても有効である。これにより、スペーサ２１全体に強い曲げ応力が加わることがなくなるため、スペーサ２１の反りを軽減することができる。
【００２６】
また、応力分散の観点からすると、スリット２４の幅ＳＷは広く設定する方が有効であるが、このスリット２４の幅ＳＷをむやみに広くすると、スペーサ２１の長手方向で隣り合う電極間の抵抗値が大きくなるため、電位分布に乱れが生じやすくなる。そこで、スリット２４の幅ＳＷに関しては、それらを考慮した所定の幅、すなわちスリット２４で電極部２２を分割したときにスペーサ２１の長手方向の電位分布を乱さない程度の範囲内で設定されることが望ましい。具体的には、蛍光体層１３のＲ，Ｇ，Ｂのピクセル寸法に対して、スリット２４の幅ＳＷをピクセルピッチ以下、より好ましくはサブピクセルピッチ以下に設定することが望ましい。
【００２７】
ちなみに、ピクセルピッチとは、図５に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂのピクセルの並び方向に対して、同じ色成分のピクセル間の中心距離（図例ではＲ色成分のピクセルの中心から次のＲ色成分のピクセルの中心までの距離）Ｐｐをいい、サブピクセルピッチとは、Ｒ，Ｇ，Ｂのピクセルの並び方向に対して、隣り合うピクセル間の中心距離（図例では、Ｒ色成分のピクセルの中心からＧ色成分のピクセルの中心までの距離）Ｓｐをいう。このことから、ピクセルピッチＰｐは、サブピクセルピッチＳｐの３倍相当の寸法となる。
【００２８】
なお、上記実施形態においては、スペーサ２１の一側面に１つ（１本）の電極部２２を設けたものについて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば図６に示すように、スペーサの短手方向において、スペーサ中間高さ部とスペーサ端縁部（カソード基板側の端縁部）の両方に電極部２２Ａ，２２Ｂを設けたものであっても適用可能である。かかる構成を採用した場合は、スペーサ中間高さ部の電極部２２Ａをこれに対応するスリット２４Ａによって複数に分割するとともに、スペーサ端縁部の電極部２２Ｂをこれに対応するスリット２４Ｂによって複数に分割したものとなる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、スペーサの一側面に設けられた電極部をスペーサ長手方向で複数に分割することにより、スペーサにかかる曲げ応力をスペーサ長手方向で分散してスペーサの反りを軽減することができる。これにより、２枚のパネル基板の間にスペーサを介装して表示パネルを組み立てる際に、スペーサの反りに起因した組み立て上の不具合を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法が適用される表示装置の一例としてＦＥＤの表示パネルの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の方法が適用される表示装置の一例としてＦＥＤの表示パネルの構成を示す斜視図である。
【図３】スペーサの取付状態を示す一部破断部分を含む斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係るスペーサの全体構造を示す図である。
【図５】ピクセルピッチとサブピクセルピッチの関係を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係るスペーサの他の構造例を示す図である。
【図７】従来のスペーサの構造例を示す図である。
【図８】従来のスペーサの反り状態を示す図である。
【符号の説明】
１…カソード基板、２…アノード基板、２１…スペーサ、２２…電極部、２４…スリット
【図１】
2005019119.tif 000003
【図２】
2005019119.tif 000004
【図３】
2005019119.tif 000005
【図４】
2005019119.tif 000006
【図５】
2005019119.tif 000007
【図６】
2005019119.tif 000008
【図７】
2005019119.tif 000009
【図８】
2005019119.tif 000010